高速移动环境下TD-LTE系统切换优化策略与改进

发布时间：2017-04-27 07:07

  本文关键词：高速移动环境下TD-LTE系统切换优化策略与改进，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着信息化社会的发展,数据业务爆炸性的增长以及无线移动互联网的蓬勃发展,高数据传输速率的长期演进技术已经在全球广泛应用。其中中国主导的TD-LTE第四代通信系统也已经于2013年12月正式付诸商用。无线移动互联网的普及让人们有了随时享受高速无线数据传输的要求,高速铁路由于快速便捷等特性在中国也取得了巨大的发展与规模,如何将高速的4G系统和高速移动的铁路结合优化也就成为亟待解决的问题。 本文重点研究了高速移动环境下TD-LTE无线通信系统的小区间切换技术以及优化策略改进。对基于地理位置信息的高速铁路专网切换技术做了深入研究,提出了两种最佳切换参考点选取算法。针对高铁专网环境的复杂性提出了一种基于主备份中继的高速铁路TD-LTE切换算法。 本文首先针对高速移动环境下通信系统的特殊性,介绍了高速移动环境对移动通信系统的影响,其次介绍了高速铁路TD-LTE系统专网的系统架构、模块功能以及基于不同接口的信令流程。对系统级LTE仿真平台LTE-SIM做了介绍,包括主要功能场景以及模块介绍,并增加和完善了平台功能,增加了切换信令流程模块、切换判决模块和主备份中继切换移动性管理模块和高架桥仿真场景。 随后本文研究了工程上基于地理位置信息的高速铁路专网切换技术,仿真分析了不同切换参考点的丢包率和吞吐量性能指标,得到了不同切换参考点对整体切换技术的影响,提出了评判切换参考点优劣的标准,并针对基于地理位置信息的高速铁路专网切换算法设计了两种最佳切换参考点选取方法,并仿真得到了不同速度不同场景下最佳切换参考点的统计位置并对所得到的最佳切换参考点用LTE-SIM进行了仿真,得到了不同切换参考点的切换性能指标,包括链路失效率(RLF)、丢包率(PLR)等参数。 最后本论文针对高速移动铁路专网环境特性,提出了基于主备份中继的高速铁路TD-LTE切换算法,详细阐述了算法的流程并给出了信令流程图和系统框架图,并仿真分析了算法的性能,该算法利用高速移动铁路专网和列车自身长度特性,设计了一种在切换过程中,主备份切换接力承载用户数据的切换算法,可以有效地减小切换中断时延,提高切换成功率和系统吞吐量,改善整个系统的切换性能。
【关键词】：切换算法 TD-LTE 信令 仿真 高速铁路
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.5
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-19
• 1.1 高速铁路的快速发展与高铁通信12-15
• 1.1.1 课题研究的背景、意义12-13
• 1.1.2 课题研究历史与现状13-14
• 1.1.3 高速移动环境下无线通信的特殊性14-15
• 1.2 长期演进(LTE)系统架构概述15-18
• 1.2.1 LTE接入网系统构架概述15-16
• 1.2.2 LTE无线接口协议栈概述16-18
• 1.3 高速环境下LTE切换技术优化的重要性18
• 1.4 论文的主要工作和结构安排18-19
• 第二章 LTE通信系统切换技术概述及仿真平台搭建19-29
• 2.1 LTE切换过程简介19-21
• 2.1.1 切换测量阶段19-20
• 2.1.2 测量报告和判决阶段20-21
• 2.2 LTE切换信令流程简介21-26
• 2.2.1 基于X2接口的切换信令流程22-23
• 2.2.2 基于S1口的切换信令流程23-26
• 2.3 LTE仿真平台的搭建和基本参数说明26-28
• 2.3.1 仿真软件概述26-27
• 2.3.2 仿真基本场景27-28
• 2.4 本章小结28-29
• 第三章 基于地理位置切换算法切换参考点研究29-49
• 3.1 基于地理位置切换算法介绍29
• 3.2 UE切换发生及切换失败概率和切换位置的关系29-33
• 3.2.1 不同位置对切换的影响30-31
• 3.2.2 UE切换前后掉话率研究31-32
• 3.2.3 基于地理位置切换算法切换参考点选取方法32-33
• 3.3 仿真结果及分析33-46
• 3.3.1 仿真场景参数设置33-34
• 3.3.2 最佳切换参考点山地场景仿真结果34-38
• 3.3.3 最佳切换参考点开阔地场景仿真结果38-42
• 3.3.4 最佳切换参考点高架桥场景仿真结果42-46
• 3.4 本章小结46-49
• 第四章 基于主备份中继的长期演进切换算法研究49-61
• 4.1 基于主备份中继切换算法原理49-55
• 4.1.1 切换算法原理分析49-50
• 4.1.2 基于主备份中继切换算法的网络架构50-53
• 4.1.3 切换算法信令流程53-55
• 4.2 基于主备份中继切换算法仿真55-59
• 4.2.1 仿真参数配置55
• 4.2.2 算法仿真结果分析55-59
• 4.3 本章小结59-61
• 第五章 总结61-63
• 5.1 已完成的研究工作总结61
• 5.2 进一步工作展望61-63
• 参考文献63-65
• 致谢65-66
• 攻读学位期间发表的学术论文及专利66

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 林辉;;LTE-Advanced的标准化情况[J];电信科学;2009年01期

2 李敏之,孙奇;基于GSM-R的GPRS技术在我国铁路交通运输中的应用[J];甘肃科技;2005年08期

3 徐晓;戎璐;王平;张健;;基于业务自适应的LTE切换优化机制[J];计算机应用研究;2009年11期

4 王文静,钟章队;我国下一代铁路数字移动通信系统的选择[J];中国铁路;2001年02期

5 李锐光;新一代铁路无线通信系统GSM-R[J];通讯世界;2003年03期

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本文编号：330134